Question

【題目】三鹽基硫酸鉛(3PbO·PbSO4·H2O)簡(jiǎn)稱三鹽，白色或微黃色粉末，稍帶甜味、有毒。200℃以上開始失去結(jié)晶水，不溶于水及有機(jī)溶劑。可用作聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑。以100.0噸鉛泥(主要成分為PbO、Pb及PbSO4等)為原料制備三鹽的工藝流程如下圖所示。

已知：Ksp(PbSO4)=1.82×10-8，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。

請(qǐng)回答下列問題：

(1)步驟①轉(zhuǎn)化的目的是_________，濾液1中的溶質(zhì)為Na2CO3和______(填化學(xué)式)。

(2)步驟③酸溶時(shí)，為提高酸溶速率，可采取的措施是____________________。(任寫一條）。其中鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2和NO的離子方程式為____________。

(3)濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為__________(填化學(xué)式）。若步驟④沉鉛后的濾液中c(Pb2+）=1.82×l0-5mol ·L-1，則此時(shí)c(SO42-）________mol·L-1。

(4)步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為_________。若得到純凈干燥的三鹽49.5t，假設(shè)鉛泥中的鉛元素有80%轉(zhuǎn)化為三鹽，則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。簡(jiǎn)述步驟⑦洗滌沉淀的方法_______________________。

Answer 1

【答案】 將PbSO4化為PbCO3提高鉛的利用率 Na2SO4 適當(dāng)升溫(或適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀粒直徑等其他合理答案） 3Pb + 8H++2NO3 =3Pb2+ +2NO↑+4H2O2 HNO3 1.0×10 3 4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO PbSO4 H2O + 2H2O 52% 用膠頭滴管向漏斗中加蒸餾水至沒過沉淀，待水自然流完后，重復(fù)上述操作2 - 3次。

【解析】(1)步驟①鉛泥在碳酸鈉溶液中轉(zhuǎn)化生成硫酸鈉和碳酸鉛，其目的是將PbSO4化為PbCO3提高鉛的利用率；濾液1中的溶質(zhì)為Na2CO3和Na2SO4；（2）影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑、反應(yīng)物的接觸面積等，根據(jù)化工生產(chǎn)實(shí)際情況，步驟③酸溶時(shí)，為提高酸溶速率，可采取的措施是適當(dāng)升溫(或適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀直粒徑等；鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2、水和NO，其反應(yīng)離子方程式為：3Pb + 8H++2NO3- =3Pb2+ +2NO↑+4H2O；(3)酸溶時(shí)生成硝酸鉛，硝酸鉛在沉鉛時(shí)與硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鉛和硝酸，則濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為HNO3，若步驟④沉鉛后的濾液中c(Pb2+）=1.82×l0-5mol·L-1，則此時(shí)根據(jù)Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)c(SO42-)可知， c(SO42-）==1.0×10-3mol·L-1；(4)步驟⑥在50-60℃條件下硫酸鉛與氫氧化鈉合成三鹽的化學(xué)方程式為：4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO PbSO4 H2O + 2H2O；假設(shè)鉛泥中的鉛元素有80%轉(zhuǎn)化為三鹽，若得到純凈干燥的三鹽49.5t，則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： ×；(5) 洗滌沉淀的方法：用膠頭滴管向漏斗中加蒸餾水至沒過沉淀，待水自然流完后，重復(fù)上述操作2-3次。